標準化生物醫(yī)藥廠房的設計要點

來源：建筑設計 瀏覽：- 發(fā)布日期：2024-05-29 08:42:32

1、園區(qū)規(guī)劃

1）功能布局

每棟廠房以模塊化的布局，整體將更為實用高效，可以充分利用容積率和建筑密度，交通流線也便捷通暢。整體建筑宜南北向布局，同時重點考慮城市形象界面，結(jié)合入口、人行空間打造園區(qū)景觀軸線。

園區(qū)的行政及生活配套建筑宜根據(jù)地塊條件結(jié)合生活配套的功能設置園區(qū)公共開放空間，并結(jié)合園區(qū)出入口及主要形象界面，打造園區(qū)主要形象展示空間。如綜合樓一般可考慮設在園區(qū)主入口或者靠近園區(qū)中央的位置，又如宿舍樓的布局需考慮交通流線、日照、運維管理等問題，需充分結(jié)合周邊環(huán)境，一般布置在采光良好的靠近市政道路的一側(cè)，能夠兼顧獨立對外運營和分隔管理的要求。

設備配套功能用房集中布置，不影響園區(qū)主要形象界面，并應綜合考慮用房對周邊區(qū)域的影響。如開關(guān)站、用戶站應設置在供電半徑相對接近負荷中心且對于市政和園區(qū)進出線都方便的地面位置。如水泵房一般設置在供水半徑相對均勻的地面位置，消防水池一般設置在地下室或地面，事故水池容積大小需結(jié)合環(huán)評要求并根據(jù)市政條件確定水池個數(shù)，結(jié)合場地條件靠近市政出口均勻分布。雨水回用池、雨水調(diào)蓄池可結(jié)合事故水池設置，對于無事故水池的項目，位置靠近雨水系統(tǒng)末端。

甲類庫房的總面積需根據(jù)政府審批要求確定，距離園區(qū)外道路不小于20m，距離園區(qū)內(nèi)主要道路不小于10m，次要道路不小于5m。根據(jù)以往項目經(jīng)驗，有部分客戶有此需求，庫房內(nèi)獨立分隔若干房間，土建毛坯交付，待后續(xù)客戶租用后，根據(jù)存儲物品的理化性質(zhì)，做二次深化改造。

此外，由于此類園區(qū)項目大多廠房下部無地下室，故需在其首層建筑周邊預留一定的設備擴展場地，進深約6-8m，面積約50㎡，供后續(xù)入駐企業(yè)布置必須設置在室外的工藝設備。該區(qū)域應盡量避開各類管線布置，使其保留原地開挖的可能性。

2）交通設計

客貨流線應清晰，盡量減少交叉，各類車位均勻布置，卸貨區(qū)可采用共用模式，以節(jié)約場地。生物醫(yī)藥園區(qū)一般以中型車為主，因此交通性主干路不宜小于9.0m，用于消防道及一般交通的次干路一般為7.0m。道路轉(zhuǎn)彎半一般按12m進行設置。

3）建筑間距

建筑間距需滿足各地的“城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定”及現(xiàn)行消防規(guī)范，同時尚需符合《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》的要求。一般來說，后者對于建筑間距的要求更高，需著重關(guān)注。

2、建筑設計

1）面積段

單體建筑的面積段根據(jù)各企業(yè)的發(fā)展階段及自身工藝確定。處于孵化器階段的企業(yè)，即研究初步成果、小試階段的企業(yè)，其需求的面積段在1000～4000平方米左右；而加速器階段的企業(yè)，即深入研究、中試階段的企業(yè)，其需求的面積段在4000～8000平方米左右；而再往上產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)，為生產(chǎn)+質(zhì)檢+倉儲的全流程，其單體的面積段在8000～20000平方米左右；或更大規(guī)模的采用自建廠區(qū)的模式。

根據(jù)不同面積段的需求，在一個園區(qū)內(nèi)部可通過適當?shù)拿娣e配比，結(jié)合招商的前期介入，達到最大化的市場適配性。

2）平面設計

通過對單抗、醫(yī)療器械生產(chǎn)、疫苗試劑生產(chǎn)、基因檢測實驗等多角度的對比，發(fā)現(xiàn)盡管工藝各不相同，但最終的平面卻殊途同歸，生產(chǎn)輔助功能占據(jù)平面邊緣，包圍中心的生產(chǎn)及倉庫區(qū)。

尤其是醫(yī)療器械生產(chǎn)工藝對廠房適應性較強，適用平面形態(tài)范圍廣，還可與研發(fā)樓混用。

3）建筑層高

生物醫(yī)藥廠房的建筑層高源于潔凈室的需求，其理想的層高結(jié)構(gòu)應為三層，即上部為上層的結(jié)構(gòu)梁，中間層為技術(shù)夾層區(qū)，下部為生產(chǎn)空間。技術(shù)夾層區(qū)包含送排風管、橋架、消防管道即吊頂燈具等等。通常的建筑梁高為0.9～1米，技術(shù)夾層在2～2.4米左右，生產(chǎn)空間在2.6～3.1米左右。

不同的潔凈度要求對于設備高度的影響不同，潔凈等級越高，風量越大，需要風管越高，不同工藝、不同規(guī)模的生產(chǎn)車間對于高度的影響程度也不一致，在技術(shù)夾層及生產(chǎn)空間內(nèi)預留0.4米和0.5米浮動值可以滿足市場絕大部分工藝生產(chǎn)需求。

4）建筑層數(shù)

大部分企業(yè)會將生產(chǎn)空間放下層，將研發(fā)空間放上層，并適當增加首層的層高，因此按多層控制高度反推，多層廠房可設計為3-4層，從經(jīng)濟性上考慮，3層增加到4層，土建單方造價會降低，因此建議4層為主力層數(shù)。

而目前越來越火的“工業(yè)上樓”非常適用于生物醫(yī)藥廠房?？紤]到垂直貨運效率、工藝要求、設備管井設置、得房率、建設成本等因素，高層廠房建議做到6-8層，并采用“多首層”的設計思路。

5）結(jié)構(gòu)荷載

根據(jù)規(guī)范標準，醫(yī)藥工業(yè)的車間樓面活載標準值在5～8KN/㎡之間，對于生物工程類（提取、發(fā)酵）車間一般取8KN/㎡。動物房3.5～5.0KN/㎡，研發(fā)留樣間5.0KN/㎡。

高層廠房可以根據(jù)產(chǎn)業(yè)引導，優(yōu)化樓層荷載布置分配。根據(jù)下層生產(chǎn)、上層研發(fā)的原則，每隔3層左右一個輪回。

3、工藝需求

1）三廢排放

仍然著眼于產(chǎn)品的標準化和不同企業(yè)的差異化兩者的矛盾和統(tǒng)一。

不同企業(yè)對于廢水處理的要求和規(guī)模不同，因此不建議統(tǒng)一設置廢水處理設施，可以預留場地空間以后給企業(yè)自行擴展，或在主樓投影的地下室區(qū)域預留設備區(qū)域。

同理，不同企業(yè)對于廢氣排放的要求也各不相同，因此對于多層建筑而言，在屋面預留盡可能空間，留給企業(yè)布置廢氣處理和排放設施；而對于高層建筑，尚需考慮在每層設置設備區(qū)域，結(jié)合建筑立面布置室外設備。

2）事故水池

布置原則較為固定，即靠近市政出口并均勻分布，同時要有一定的頂板覆土深度便于管線接駁。位置需要避開園區(qū)內(nèi)管線集中行走區(qū)域，水池范圍內(nèi)一般無法走其他管線。水池上部地坪設置綠化為宜。若設置機動車停車位，尚應避開水池入口及出地面的其他附屬設施。

3）供配電

產(chǎn)業(yè)的特點為通常有不可斷用電負荷（生物培養(yǎng)、分裝、實驗通風、凍干機、冷庫或冰箱等），需要園區(qū)提供至少雙電源，且上級電源分別來自10kV不同母線，需考慮預留柴油發(fā)電機安裝位置，例如地下室或一層室外場地。

從以往項目以及研究案例分析，產(chǎn)業(yè)的單位用電指標較高，用電總負荷裝機容量大，通常會配備冷機或熱泵等大容量設備，單回路可達500kW。

同時，小客戶10kV供電需求較大。大于8000㎡或供電容量大于1600kW用戶，采用380V供電已不滿足合理性和經(jīng)濟性要求，可采用10kV供電，且大部分用戶更傾向于10kV專線到戶。

此外，由于開發(fā)前期及設計階段目標客戶的不確定性，且不同產(chǎn)業(yè)對于用電量的差異較大，從以往項目的經(jīng)驗來看，在無定制客戶的前提下，室外總體可多預留30%左右的備用出墻管、室外電纜管，方便后期增容，避免開挖及頂管。對于園區(qū)后期改造的成本控制及整體室外效果而言，性價比較好。

4）通風與管井

針對不同工藝類別對管井的需求進行梳理排序，大體順序是：傳統(tǒng)制藥 ＞ 生物醫(yī)藥 ＞ 醫(yī)療器械。由于不同工藝對于管井面積的需求各不相同，管道形式，凈化要求等的不確定，致使無法定量設計預留管井尺寸。

由此，我們重點研究更靈活的管井預留方式，不受面積制約，同時滿足不同企業(yè)需求，兼顧整體立面形象。

除常規(guī)的室內(nèi)設置預留管井外，這里推薦室外管廊的做法。其優(yōu)勢在于滿足不同企業(yè)工藝需求的同時，更有利于建筑師們對于建筑形體及立面的把控，易實現(xiàn)整個園區(qū)的和諧統(tǒng)一。

在單體建筑有內(nèi)天井的條件下，也可以將設備管道布置于此。雖然天井內(nèi)部管道十分“壯觀”，但是可以不影響建筑的“外立面”。

5）蒸汽與燃氣

蒸汽主要用于無菌生產(chǎn)區(qū)域的凈化空調(diào)、工藝滅菌及藥用注射蒸餾水，來源可采用市政蒸汽、自建鍋爐房、蒸汽發(fā)生器等提供。

客戶自建鍋爐房一般建筑規(guī)模在1*2個柱跨左右，需要設置相應泄爆口和疏散口。鍋爐房泄爆口不能直接面向道路和人員活動場所，鍋爐房選址應貼臨組團間綠化，泄爆口面對內(nèi)部綠化。盡可能減小對園區(qū)形象面影響。

燃氣系統(tǒng)主要為空調(diào)熱源設備、產(chǎn)生蒸汽的設備提供燃料。一次土建階段僅預留燃氣調(diào)壓裝置及燃氣表間。燃氣管道實施一般由用戶后期自行申請，并由當?shù)厝細夤驹O計及施工。

總之，面對各種客戶的不同工藝，可以標準化的設計要素為層高、荷載、供電。小試研發(fā)類層高建議4.8米，中試生產(chǎn)類層高建議5.5米以上，生產(chǎn)類首層層高建議6.5-7.2米。研發(fā)類荷載取500kg/㎡，生產(chǎn)類為800kg/㎡。供電方面，有條件的取200-300W/㎡。設施方面，盡可能預留場地和建筑公共空間給與后期不同工藝使用，原則為在成本可控的范圍內(nèi)保證最大的兼容性。